煤矿区复垦土壤中秸秆和生物炭的分解特征

  【目的】  研究煤矿区不同复垦年限土壤中秸秆和生物炭的分解特征及其影响因素,为资源合理利用和矿区土壤培肥提供理论依据。  【方法】  依托山西煤矿复垦区试验基地,在复垦年限为1年 (复垦初期阶段,R1)、10年 (复垦中期阶段,R10) 和30年 (复垦长期阶段,R30) 的土壤中进行了有机物料填埋试验。供试有机物料包括:玉米秸秆 (MS)、小麦秸秆 (WS) 和生物炭 (BC),以不添加有机物料为对照 (CK)。3种有机物料按土重 (200 g) 和有机碳比例为100∶4混匀,装于尼龙网袋 (孔径0.38 μm) 内,埋入试验基地15 cm深的土壤中。监测试验期内土壤积温,在埋入土壤后的第 12、23、55、218、281、365天采集尼龙袋内土壤样品,分析有机物料残留量、土壤有机碳 (SOC)、微生物量碳 (SMBC)、微生物量氮 (SMBN)、可溶性有机碳 (DOC) 和可溶性有机氮 (DON) 含量,分析各调查指标与有机物料分解残留率的关系。  【结果】  1) 秸秆和生物炭的腐殖化系数分别为46.2%和86.6%,秸秆分解速率显著高于生物炭 (P < 0.05),有机物料的腐殖化系数在3种复垦年限土壤间无显著差异。秸秆分解速率在3种复垦土壤间表现出阶段性差异:分解0～12天,秸秆在R30中的分解速率显著高于R1;分解12天后,秸秆分解速率在3种复垦土壤之间无显著差异。2) 由积温方程可知,秸秆和生物炭的易分解有机碳库占比分别为55%和12%,稳定有机碳库占比分别为43%和87%。3) 添加秸秆显著提高了3种复垦土壤SMBC、SMBN、DOC和DON含量,其在R1的增长幅度显著高于R10和R30,后两者的增幅无显著差异;添加生物炭不影响复垦土壤的活性碳氮库。4) 分解0～23天,秸秆分解速率与土壤活性碳氮含量、秸秆木质素含量显著相关;分解23天后,秸秆分解速率与土壤SMBN含量、秸秆木质素含量显著相关。土壤性质不影响生物炭的分解速率。整个分解时期复垦土壤中DOC增加量与秸秆分解速率呈极显著正相关 (P < 0.01)。  【结论】  秸秆和生物炭的腐殖化系数与土壤复垦年限不相关,秸秆分解速率显著高于生物炭,主要是由于秸秆易分解有机碳库占比高于生物质炭。秸秆埋入复垦土壤后,在第12天分解速率达到最大值,土壤活性养分含量显著增加;生物炭性质稳定,分解缓慢,土壤活性养分含量无明显变化。综上,复垦土壤应加强秸秆还田以提高土壤活性碳氮含量,长期复垦土壤宜施用生物炭以稳定复垦土壤碳氮库。     

不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化的影响

为了探索在不同pH条件下腐植酸对土壤中砷形态转化及生物毒性的影响,应用油菜盆栽试验,检测砷加入土壤后15 d、45 d、90d土壤中AE-As(水溶态、可交换态和碳酸盐结合态)Fe,Mn-As(铁/锰氧化物结合态),O,S-As(有机物及硫化物结合态),Res-As(残渣态)的含量及油菜生物量.结果表明,外源水溶态砷加入土壤后均迅速向相对稳定的形态转化,15 d时A3H1(pH9.5,腐殖酸用量为0g/kg)和A3H4(pH9.5,腐殖酸用量20 g/kg)处理的AE-As含量分别为13.40 mg/kg、9.23 mg/kg,转化率分别为78.7％、82.51％;在90 d时,A3H4处理的AE-As、Fe,Mn-As含量分别为6.28 mg/kg、1.23 mg/kg,仅为处理A3H1处理的53.9％和10.7％,O,S-As、Res-As含量分别为20.24 mg/kg、41.21 mg/kg,是处理A3H1的165％和127％.说明腐植酸更有利于土壤中AE-As向其他相对稳定的形态转化,主要体现在O,S-As的增加,腐植酸对碱性土壤中砷向较稳定形态转化的促进作用更加显著,而且与腐植酸的施用量呈正相关.外源砷在碱性条件下对植物的毒害更大,腐植酸用量在10 g/kg土时就可以有效降低砷的毒害.     

山西漳泽水库淤泥资源利用的分析与评价

通过对漳泽水库沉积40余年淤泥的6种重金属含景和淤泥养分含量分析，并对淤泥重金属进行单因子评价和多因子综合评价以及对淤泥养分含量评价的结果可知，淤泥重金属单因子评价Pi〈1，属清洁级，淤泥重金属多因子综合评价Pi〈0．7，属安全、清洁级，该淤泥在农业上的使用符合无公害要求。该淤泥有机质含量很高，有机质占Ⅰ级的百分率达到100％，有效钾含量占Ⅰ级的百分率达到80％，此外淤泥还含有一些氮、磷等速效养分，可用于制作肥料和改良低产土壤，也可在园林、花卉、绿地上使用。     

应用微生物肥料提高砀山酥梨品质的研究

对8年生砀山酥梨树施用微生物肥料试验结果表明,在高N水平下施用微生物肥料,砀山酥梨叶片N含量显著降低;P、Ca、Mg、Zn、Mn、K、Fe、B元素含量明显增加。合理施用微生物肥料可以提高产量和增加果实含糖量、糖酸比和Vc含量等,果实品质明显改善;果实耐贮性和梨果的等级显著提高。在试验条件下微生物肥料的最佳施用量为1.0kg/株。     

菌剂SP11和T50在不同施磷水平对豌豆营养元素的影响

在缺磷土壤上施用微生物接种剂，与对照相比，SP11可显著提高豌豆氮磷钾含量，特别是在施用难溶性磷肥时接种SP11，可使豌豆地上部含磷量增加32．6％，钾含量增加22．5％，T50在易溶性磷肥处理的土壤上接种可增加含氮量，两种菌剂(SP11和T50)都可提高土壤微生物生物量。在本实验条件下，SP11与T50相比，是比较理想的生物菌剂。     

土壤中耐铅微生物的筛选

通过在培养基中加入一定浓度的Pb(300mg／kg),从土壤中分离到12株耐Pb微生物菌株。其中细菌菌株为1～5号,放线菌为6～9号,真菌为10～12号。经过形态学观察、拮抗试验以及液体培养和土壤模拟试验中降低Pb效果测试,发现12株菌对有效态铅都有一定的降低作用。在液体培养中3号、4号、6号、7号、8号和10号菌株的降低效果最好,降低率超过70％,在土壤培养中3号和7号的降低作用最明显,降低率分别为63．8％和66％。     

两种新型尿素对土壤脲酶及油菜生长的影响

采用盆栽试验的方法,研究不同用量的两种新型尿素对土壤脲酶、油菜Vc含量、硝酸盐含量、油菜产量及肥料回收率的影响.结果表明:与普尿相比,多肽尿素和多酶金尿素均在用量964.0 kg·hm-2时效果最好,分别降低脲酶活性51.9％和34.4％,分别提高Vc含量23.5％和16.4％,分别提高产量48.4％和69.3％,分别提高肥料回收率13.69％和16.18％,多酶金尿素降低硝酸盐含量12.2％,施用多肽尿素油菜硝酸盐含量没有降低反而增加9.3％.多酶金尿素具有一定的研究和推广价值.     

石灰性土壤中高效磷细菌群解磷动力学研究

通过室内培养试验,对石灰性土壤中6组磷细菌群的解磷动力学进行了研究。结果表明,当底物(磷矿粉)浓度一定时,产物形成速率与磷细菌生长速率及菌体浓度成正比;比较得到的不同磷细菌群解磷动力学曲线和无效磷转化动力学方程得出,黄杆菌+巨大芽孢杆菌(无机)的组合转化效率最高,其无效磷转化动力学方程为Y=28.29lgX+45.99,且在磷矿粉为2 g时有效磷含量最高,达到50.24 mg/L。     

两种微生物菌剂对小麦幼苗生长和磷吸收机理的影响研究

采用盆栽试验,研究了施用不同形态磷肥的土壤上接种SP11(细菌)、T50(真菌)后对小麦幼苗生长和磷吸收利用的影响.结果表明:SP11(细菌)可增加小麦根际磷酸酶活性和促进有机酸分泌,降低土壤pH,显著促进小麦生长,提高小麦对磷的吸收;T50(真菌)虽可增加小麦根际磷酸酶活性,但在整个试验中提高小麦对磷的利用率和促进小麦生长等作用不稳定,故SP11细菌接种剂可作为生长促进剂推广应用.     

溶磷细菌对复垦土壤养分、酶活性及磷解析的影响

为了探索溶磷细菌在复垦土壤上对磷素的作用效果,采用室内摇瓶培养的方法,研究了磷细菌及其组合对磷酸三钙的溶解能力,确定了最佳组合磷细菌。拉恩式菌(W2)+荧光假单胞菌1(W3)+荧光假单胞菌2(W4)培养液的有效磷含量最高,为609.1mg/L,故最佳磷细菌组合为W2+W3+W4。将筛选出的最佳组合磷细菌在采煤塌陷地复垦土壤上进行玉米大田试验,研究其对土壤养分、酶活性、磷解析特性及玉米产量的影响。结果表明:磷细菌可以增加土壤养分含量和改善土壤酶活性;磷细菌处理土壤有效磷和速效钾含量,以及磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别比基质对照处理增加了2.80,25.43,7.41,4.21,7.15mg/kg;与空白处理相比,磷细菌处理土壤最大吸磷量和吸附常数降低幅度最大,分别显著减少114mg/kg和0.021(p0.05);磷细菌处理土壤平均解吸率为14.7%,显著高于其他处理;磷细菌处理玉米产量最高,为8 036kg/hm~2,显著高于其他处理。因此在复垦土壤上施用磷细菌,可以改善土壤磷素解析特性,有利于土壤快速培肥,对作物增产也有积极作用。